光の種類
理工学部物理科学科
07232034
平方 章弘
光の種類と性質
物体を照射する光は直射光と間接光に分けられま
す。直射光はさらに
(a) 平行光線(太陽光)、
(b) 点光源(電灯、スポットライト)、
(c) 大きさをもつ光源(蛍光灯、間接照明)、
に分けられる。大きさをもった光源として線光源、面
光源などがあります。被照面の反射光は、拡散反射
と鏡面反射成分からなり、ほとんどの物体は両成分
を含んでいます。
環境光(間接光)
間接光は環境光とも呼ばれ、一般には画面
全体に一定の明るさを与えます。
平行光線
光線とは、幾何光学における概念であって、線に
よってひかりの進行方向とエネルギーの伝搬方向を
示す。均質な媒質中では、光線は波面に垂直であ
る。直進、反射、屈折の法則に従った光線追跡で伝
搬方向が求められる。
太陽光線、レーザー光線などと、光の束を指してい
うこともある。 拡散光線、平行光線もある。平行光
線の場合、反射光の強さは入射角の余弦に比例し
ます。この法則をランバート(Lambert)の余弦則といい
ます。平面を平行光線で照射した場合、面上のどの
点でも反射光の強さは一定です。
線光源
空間的に細い線状の発光領域を形成する光源。
点光源
面光源
光の性質1
一般的に言う「光」とは人間の目で捕えられる
信号を指し、すなわち赤から紫までの「可視
光」のことである。これは目が正常な人間の
誰もが生まれた時に得た生理機能の一つ「見
ること」によって感じ取るものである。
光の性質2
後に我々の目でも見えない光があることが分かった。
それは赤外線と紫外線である。赤外線は文字とおり
「可視光の赤の外にある波長の長い見えない光」で
あり、紫外線も「可視光である紫の外にある波長の
短い見えない光」である。人の肉眼では可視光を
ちょっとでも外れた赤外線や紫外線が見えないため、
これらの光によって伝わってきた如何なる情報を感
じ取ることができなくなる。そして、人間の目で見え
ない光の範囲はどんどん広がって、紫外線の外に、
エックス線、ガンマ線などあり、赤外線の外に遠赤
外線、マイクロ波、電磁波などがあると分かるように
なった。
光の性質3
光は電波や赤外線などと同じ電磁波です。電
磁波は波長の違いにより性質が変わり、波長
が約400nm(ナノメートル:10億分の1メートル)
から700nmの範囲の電磁波を可視光線とい
い、肉眼で知覚できます。
電磁波は波長の短い方から、放射線 < 紫外
線 < 可視光線 < 赤外線 < 電波のようにな
ります。物理的法則により、波長が短いほど
高エネルギーになります。
光の性質4
波長が違うと電磁波の性質が変わるように、可視光
線も当然波長の違いにより性質が変わります。もっ
ともわかりやすいのは目で知覚できる色の違いで
しょう。色によって波長が決まっています。これをス
ペクトルといいます。
波長短い ←(紫外線)< 紫 < 藍 < 青 < 緑 < 黄
< 橙 < 赤 < (赤外線)→ 波長長い
赤の外側だから赤外線。紫の外側だから紫外線で
す。よく紫外線をUVといいますが、これはウルトラ・
バイオレット(Ultra Violet ray)の頭文字です。
おわり
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